Com funciona una criobomba?

Sep 25, 2022 Deixa un missatge

Una bomba de buit que utilitza una superfície de baixa temperatura per condensar gas, també coneguda com a bomba de condensat. La criobomba és la bomba de buit amb la pressió final més baixa i la velocitat de bombeig més alta per obtenir un buit net. S'utilitza àmpliament en la investigació i producció de semiconductors i circuits integrats, així com en investigació de feix molecular, equips de recobriment al buit, instruments d'anàlisi de superfícies al buit, implantadors d'ions i simulació espacial. dispositius, etc.

Principi de bombeig La criobomba està equipada amb una placa freda refredada a una temperatura molt baixa per heli líquid o una nevera. Condensa el gas i manté la pressió de vapor del condensat per sota de la pressió final de la bomba, per aconseguir l'efecte de bombeig. Les principals funcions del bombeig a baixa temperatura són la condensació a baixa temperatura, l'adsorció a baixa temperatura i la captura de baixa temperatura. ① Condensació a baixa temperatura: les molècules de gas es condensen a la superfície de la placa freda o a la capa de gas condensat, i la pressió d'equilibri és bàsicament igual a la pressió de vapor del condensat. Quan es bombeja aire, la temperatura de la placa freda ha de ser inferior a 25K; quan es bombeja hidrogen, la temperatura de la placa freda és més baixa. El gruix de la capa de condensació i extracció de condensació a baixa temperatura pot arribar als 10 mm. ②Adsorció a baixa temperatura: les molècules de gas s'adsorbeixen a la superfície de l'adsorbent recobert a la placa freda amb un gruix d'una monocapa (10-8 cm). La pressió d'equilibri per a l'adsorció és molt inferior a la pressió de vapor a la mateixa temperatura. Si la pressió de vapor de l'hidrogen és igual a la pressió atmosfèrica a 20K, la pressió d'equilibri d'adsorció és inferior a 10-8 Pa quan el carbó actiu amb 20K absorbeix hidrogen. Això permet realitzar bombeigs per adsorció criogènica a temperatures més elevades. ③ Atrapament criogènic: les molècules de gas que no es poden condensar a la temperatura d'extracció són enterrades i adsorbides per la capa creixent de gas condensable.

En termes generals, la pressió final de la bomba és la pressió de vapor del gas condensat a la temperatura de la placa freda. Quan la temperatura és de 120 K, la pressió de vapor de l'aigua ja és inferior a 10-8 Pa. Quan la temperatura és de 20 K, excepte l'heli, el neó i l'hidrogen, la pressió de vapor d'altres gasos també és inferior a {{3} } Pa. Tanmateix, a causa de les diferents temperatures del recipient bombejat i de la placa freda criogènica, la pressió final de la bomba és superior a la pressió de vapor del condensat. Per a un recipient a temperatura ambient, amb un criopanel de 20K, la pressió final de la bomba és aproximadament 4 vegades la pressió de vapor del condensat.